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1、汽车仪表盘的逆向设计摘 要汽车仪表盘不仅能反映汽车的造型风格，而且还是汽车上重要的信息显示窗口，能集中、直观、即时、准确地提供汽车在行驶过程中的各种动态状况，让驾驶人员可以通过汽车仪表不断反馈的信息，对汽车进行适时有效的控制：汽车仪表是驾驶人员与汽车进行信息交流和互动的重要界面。人们对美好事物的追求，使得现代仪表盘造型逐步注重美感。因此设计出线条优美，曲面平滑，极富动感，由自由曲面拼接而成的仪表盘成为了仪表盘发展的必然趋势。同时CAD/CAE/CAM技术的发展与应用，以及塑料模具工艺技术的改进，新材料的应用，这些都对汽车仪表盘的设计提出了新的要求。而其中的逆逆向设计计，因能能缩短设设计周期期降
2、低设设计成本本，在汽汽车仪表表盘的设设计中得得到了越越来越广广泛的应应用。逆逆向设计计的软件件中，CCATIIA因其其强大的的曲面模模块和逆逆向模块块，备受受设计者者们的青青睐。如如何更好好的逆向向设计出出仪表以以及更加加规范的的逆向设设计流程程，正是是设计者者们在积积极探索索研究的的课题。关键词：汽汽车仪表表盘；信信息显示示；发展展趋势； 逆向设设计； CATTIA - I -汽车仪表盘的逆向设计AbstrracttCar ddashhboaardss, nnot onlly to refflecct thee carrs styylinng, butt allso impporttantt
3、 infformmatiion in thee carr winndoww, foccuseed, inttuittivee, reaal-ttimee, acccuraate delliveery of thee carr in thee prroceess of movvingg a vvariietyy off dyynammic conndittionns, so thaat ddrivverss cann conntinnue thrrouggh tthe carr daashbboarrd ffeeddbacck, timmelyy andd efffecctivve conntr
4、ool of thee caar: thee carr daashbboarrd to thee drriveer aand vehhiclle infformmatiion commmunnicaatioon aand intteraactiion intterffacee. Thhe ppurssuitt of bettterr thiingss, mmakiing thee mooderrn insstruumennt ppaneel shaape andd graaduaallyy foccus on beaautyy. Deesiggn beaautiifull liiness, s
5、mmootth surrfacce, verry ddynaamicc, sstittcheed ttogeetheer by thee frree surrfacce of thee dasshbooardd hass beecomme tthe ineevittablle ttrennd oof ddeveeloppmennt of thee dasshbooardd. Thhe devveloopmeent andd apppliicattionn of CADD / CAEE / CAMM tecchnoologgy, as welll as plaastiic mmoldd tecc
6、hnoologgy impprovvemeentss, thhe apppliccatiion of neww matteriialss, whhichh arre on thee carr dasshbooardds, dessignn thee neww reequiiremmentts. Thhe rreveersee dessignn, beecauuse it cann shoorteen tthe dessignn cyyclee to redducee deesiggn cossts in thee dessignn of thee carr dasshbooardd morre
7、 wwideely useed. CATTIA thee reeverrse dessignn of thee sooftwwaree ,beccausse of itss strrongg surrfacce moddulee andd revversse moddulees, mucch of thee deesiggnerrs oof alll agees. Howw too beetteer thee revversse ddesiign of thee insstruumennt, as welll as morre sstanndarrdizzed revversse dessig
8、nn floow, is thee dessignnerss to acttiveely expplorre thee ressearrch toppic.Keyyworrds: caar ddashhboaard; innforrmattionn diispllay; trrendds; revversse ddesiign; CAATIAA- VI -目 录摘 要IAbstrracttII1绪论- 1 -1.1塑料料件成型型工艺- 11 -1.1.11 塑料料件的结结构设计计- 11 -1.1.22塑料件件成型方方法- 33 -1.2逆向向工程的的发展概概述- 55 -1.3 逆向设设计软
9、件件CATTIA- 77 -1.3.11 CCATIIA软件件的简介介- 77 -1.3.22 CCATIIA的逆逆向设计计模块- 88 -1.4本论论文研究究目的和和工作内内容- 99 -2 汽车仪仪表盘概概述- 110 -2.1 汽车仪仪表盘简简介- 110 -2.1.11汽车仪仪表盘定定义- 110 -2.1.22 汽车车仪表盘盘各符号号的含义义- 110 -2.2汽车车的组合合仪表及及工作原原理- 113 -2.3汽车车仪表盘盘的计流流程- 114 -2.3.11风格造造型- 114 -2.3.22结构及及特征设设计- 116 -2.3.33 零件件详细设设计- 116 -2.3.44
10、装配设设计- 117 -2.33.5仪仪表板总总成开发发流程图图- 117 -2.4 汽车仪仪表盘的的发展趋趋势- 118 -3 汽车仪仪表盘的的逆向设设计- 220 -3.11 点云云的采集集- 220 -3.2 点点云的前前期处理理及三角角化- 221 -3.3 逆逆向建模模- 223 -3.33.1 逆向各各曲面- 223 -3.3.22 带参倒倒角- 227 -3.3.33 实体体加厚- 229 -4 设计数数模的审审查确定定- 331 -4.1 数数模的审审查- 331 -4.2 数数模的确确定- 334 -结 论- 335 -参 考 文文 献- 336 -致 谢- 337 -汽车仪
11、表盘的逆向设计1绪论 本本论文旨旨在研究究逆向设设计仪表表盘，而而设计不不单是简简单的建建模，更更需要考考虑工艺艺要求、性性能要求求，讲就就设计原原理和设设计方法法。因此此本章有有必要介介绍一下下塑料模模具的工工艺，设设计汽车车仪表盘盘的方法法以及逆逆向软件件，为后后面章节节的逆向向设计汽汽车仪表表盘提供供理论依依据和技技术支持持。1.1塑料料件成型工工艺1.1.11 塑料料件的结结构设计计 （1） 胶胶厚（胶胶位）：塑胶产产品的胶胶厚（整整体外壳壳）通常常在0.80-3.000左右右，太厚厚容易缩缩水和产产生汽泡泡，太薄薄难走满满胶，大大型的产产品胶厚厚取厚一一点，小小的产品品取薄一一点，一
12、一般产品品取1.0-22.0为为多。而而且胶位位要尽可可能的均均匀，在在不得已已的情况况下，局局部地方方可适当当的厚一一点或薄薄一点，但但需渐变变不可突突变，要要以不缩缩水和能能走满胶胶为原则则，一般般塑料胶胶厚小于于0.33时就很很难走胶胶，但软软胶类和和橡胶在在0.22-0.3的胶胶厚时也也能走满满胶。 （2） 加强筋筋（骨位位）：塑塑胶产品品大部分分都有加加强筋，因因加强筋筋在不增增加产品品整体胶胶厚的情情况下可可以大大大增加其其整体强强度，对对大型和和受力的的产品尤尤其有用用，同时时还能防防止产品品变形。加加强筋的的厚度通通常取整整体胶厚厚的0.5-00.7倍倍，如大大于0.7倍则则容
13、易缩缩水。加加强筋的的高度较较大时则则要做00.5-1的斜斜度（因因其出模模阻力大大），高高度较矮矮时可以以不做斜斜度。 （3） 脱模斜斜度：塑塑料产品品都要做做脱模斜斜度，但但高度较较浅的（如如一块平平板）和和有特殊殊要求的的除外（但但当侧壁壁较大而而又没出出模斜度度时需做做行位）。出出模斜度度通常为为1-55度，常常取2度度左右，具具体要根根据产品品大小、高高度、形形状而定定，以能能顺利脱脱模和不不影响使使用功能能为原则则。产品品前模的斜度通通常要比比后模的的斜度大大0.55度为宜宜，以便便产品开开模事时时能留在在后模。通通常枕位位、插穿穿、碰穿穿等地方方均需做做斜度，其其上下断断差（即即
14、大端尺尺寸与小小端尺寸寸之差）单单边要大大于0.1以上上。 （4） 圆角（RR角）：塑胶产产品除特特殊要求求指定要要锐边的的地方外外，在棱棱边处通通常都要要做圆角角，以便便减小应应力集中中、利于于塑胶的的流动和和容易脱脱模。最最小R通通常大于于0.33，因太太小的RR模具上上很难做做到。 （5） 孔:从从利于模模具加工工方面的的角度考考虑，孔孔最好做做成形状状规则简简单的圆圆孔，尽尽可能不不要做成成复杂的的异型孔孔，孔径径不宜太太小，孔孔深与孔孔径比不不宜太大大，因细细而长的的模具型型心容易易断、变变形。孔孔与产品品外边缘缘的距离离最好要要大于11.5倍倍孔径，孔孔与孔之之间的距距离最好好要大
15、于于2倍的的孔径，以以便产品品有必要要的强度度。与模模具开模模方向平平行的孔孔在模具具上通常常上是用用型心（可可镶、可可延伸留留）或碰碰穿、插插穿成型型，与模模具开模模方向不不平行的的孔通常常要做行行位或斜斜顶，在在不影响响产品使使用和装装配的前前提下，产产品侧壁壁的孔在在可能的的情况下下也应尽尽量做成成能用碰碰穿、插插穿成型型的孔。 （6） 凸台（BOSS）：凸台通常用于两个塑胶产品的轴孔形式的配合，或自攻螺丝的装配。当BOSS不是很高而在模具上又是用司筒顶出时，其可不用做斜度。当BOSS很高时，通常在其外侧加做十字肋（筋），该十字肋通常要做1-2度的斜度，BOSS看情况也要做斜度。当BOS
16、S和柱子（或另一BOSS）配合时，其配合间隙通常取单边0.05-0.10的装配间隙，以便适合各BOSS加工时产生的位置误差。当 BOSS用于自攻螺丝的装配时，其内孔要比自攻螺丝的螺径单边小0.1-0.2，以便螺钉能锁紧。如用M3.0的自攻螺丝装配时，BOSS的内孔通常做 2.60-2.80。 （7） 嵌嵌件：把把已经存存在的金金属件或或塑胶件件放在模模具内再再次成型型时，该该已经存存在的部部件叫嵌嵌件。当当塑胶产产品设计计有嵌件件时，要要考虑嵌嵌件在模模具内必必须能完完全、准准确、可可靠的定定位，还还要考虑虑嵌件必必须与成成型部分分连接牢牢固，当当包胶太太薄时则则不容易易牢固。还还要考虑虑不能
17、漏漏胶。 （8） 产品表表面纹面面：塑料料产品的的表面可可以是光光滑面（模模具表面面省光）、火火花纹（模模具型腔腔用铜工工放电加加工形成成）、各各种图案案的蚀纹纹面（晒晒纹面）和和雕刻面面。当纹纹面的深深度深、数数量多时时，其出出模阻力力大，要要相应的的加大脱脱模斜度度。 （9） 文字：塑料产产品表面面的文字字可以是是凸字也也可以是是凹字，凸凸字在模模具上做做相应的的凹腔容容易做到到，凹字字在模具具上要做做凸型心心较困难难。 （10）螺纹：塑胶件件上的螺螺纹通常常精度都都不很高高，还需需做专门门的脱螺螺纹机构构，对于于精度要要求不高高的可把把其结构构简化成成可强行行脱模的的结构。 （11) 支
18、撑面：塑胶产品通常不用整个面做支撑面，而是单独做凸台、凸点、筋做支撑。因塑胶产品很难做到整个较大的绝对平面，其容易变形翘曲。(12) 塑胶产产品的装装配形式式： 超声线线接合装装配法，其其特点是是模具上上容易做做到，但但装配工工序中需需专门的的超声机机器，成成本增大大，且不不能拆卸卸。超声声线的横横截面通通常做成成0.330宽00.3高高的三角角形，在在长度方方向以 5-110MMM的长度度间断22MM； 自攻螺螺丝装配配法, 其特点点是模具具上容易易做到，但但增加装装配工序序，成本本增大，拆拆卸麻烦烦； 卡钩扣位装装配法，其其特点是是模具加加工较复复杂，但但装配方方便，且且可反复复拆卸，多多
19、次使用用。卡钩钩的形式式有多种种，要避避免卡钩钩处局部部胶位太太厚，还要考考虑卡钩钩处模具具做模方方便。卡卡钩要做做到配合合松紧合合适，装装拆方便便，其配配合面为为贴合，其其他面适适当留间间隙。 BOSSS轴孔形式式的装配配法，其其特点是是模具加加工方便便，装配配容易，拆拆卸方便便，但其其缺点是是装配不不是很牢牢固。 (13) 齿口：两个塑塑胶产品品的配合合接触面面处通常常做齿口口，齿口口的深度度通常在在0.88-2.5左右右，其侧侧面留00.1左左右的间间隙，深深度深时时做斜度度1-55度，常常取 22度，深深度浅时时可不作作斜度。齿齿口的上上下配合合面通常常为贴合合（即00间隙）。 (14
20、) 美观线：两个塑胶产品的配合面处通常做美观线，美观线的宽度常取 0.2-1.0，视产品的整体大小而定。 (15) 塑胶产品的表面处理方法：常用的有喷油、丝印、烫金、印刷、电镀、雕刻、蚀纹、抛光、加颜色等。 (16) 常用到的金属材料有：不锈钢、铜合金（黄铜、青铜、磷铜、红铜）、弹簧钢、弹簧、铝合金、锌合金。(17) 金属材材料常用用的防锈锈方法：电镀、涂涂防锈油油、喷防防锈漆。1.1.22塑料件件成型方方法（1）压缩缩模塑。压压缩模塑塑又称模模压，是是模塑料料在闭合合模腔内内借助加加压(一一般尚须须加热)的成型型方法。通通常，压压缩模塑塑适用于于热固性性塑料，如如酚醛塑塑料、氨氨基塑料料、不
21、饱饱和聚酯酯塑料等等缩模塑塑由预压压、预热热和模压压三个过过程组成成： 预预压 为为改善制制品质量量和提高高模塑效效率等，将将粉料或或纤维状状模塑料料预先压压成一定定形状的的操作。 预热 为改善模塑料的加工性能和缩短成型周期等，把模塑料在成型前先行加热的操作。模压 在模具内加入所需量的塑料，闭模、排气，在模塑温度和压力下保持一段时间，然后脱模清模的操作。压缩模塑用的主要设备是压机和塑模。压机用得最多的是自给式液压机，吨位从几十吨至几百吨不等。有下压式压机和上压式压机。用于压缩模塑的模具称为压制模具，分为三类；溢料式模具、半溢料式模具不溢式模具。压缩模塑的主要优点是可模压较大平面的制品和能大量生
22、产，其缺点是生产周期长，效率低。 （2） 层压成型。用或不用粘结剂，借加热、加压把相同或不相同材料的两层或多层结合为整体的方法。层压成型常用层压机操作，这种压机的动压板和定压板之间装有多层可浮动热压板。层压成型常常用的增增强材料料有棉布布、玻璃璃布、纸纸张、石石棉布等等，树脂脂有酚醛醛、环氧氧、不饱饱和聚酯酯以及某某些热塑塑性树脂脂。（3）冷压压模塑。冷冷压模塑塑又叫冷冷压烧结结成型，和和普通压压缩模塑塑的不同同点是在在常温下下使物料料加压模模塑。脱脱模后的的模塑品品可再行行加热或或借助化化学作用用使其固固化。该该法多用用于聚四四氟乙烯烯的成型型，也用用于某些些耐高温温塑料(如聚酰酰亚胺等等)
23、。一一般工艺艺过程为为制坯-烧结-冷却三三个步骤骤。（4） 传传递模塑塑。传递递模塑是是热固性性塑料的的一种成成型方式式，模塑塑时先将将模塑料料在加热热室加热热软化，然然后压入入巳被加加热的模模腔内固固化成型型。传递递模塑按按设备不不同有工工种形式式： 活板板式； 罐式式； 柱塞塞式。 传递模模塑对塑塑料的要要求是：在未达达到固化化温度前前，塑料料应具有有较大的的流动性性，达到到固化温温度后，又又须具有有较快的的固化速速率。能能符合这这种要求求的有酚酚醛、三三聚氰胺胺甲醛和和环氧树树脂等。传递模塑具具有以下下优点： 制品品废边少少，可减减少后加加工量； 能模模塑带有有精细或或易碎嵌嵌件和穿穿孔
24、的制制品，并并且能保保持嵌件件和孔眼眼位置的的正确； 制品品性能均均匀，尺尺寸准确确，质量量高； 模具具的磨损损较小。缺缺点是： 模具具的制造造成本较较压缩模模高； 塑料料损耗大大； 纤维维增强塑塑料因纤纤维定向向而产生生各向异异性； 围绕绕在嵌件件四周的的塑料，有有时会因因熔按不不牢而使使制品的的强度降降低（5） 低低压成型型。使用用成型压压力等于于或低于于1.44兆帕的的摸压或或层压方方法。低压成成型方法法用于制制造增强强塑料制制品。增增强材料料如玻璃璃纤维、纺纺织物、石石棉、纸纸、碳纤纤维等。常常用的树树脂绝大大多数是是热固性性的，如如酚醛、环环氧、氨氨基、不不饱和聚聚酯、有有机硅等等树
25、脂。 低压成型包括袋压法、喷射法。 (1) 袋压成成型。借借助弹性性袋(或或其它弹弹性隔膜膜)接受受流体压压力而使使介于刚刚性模和和弹性袋袋之间的的增强塑塑料均匀匀受压而而成为制制件的一一种方法法。按造造成流体体压力的的方法不不同，一一般可分分为加压压袋成型型、真空空袋压成成型和热热压釜成成型等。 (2) 喷射成型。成型增强塑料制品时，用喷枪将短切纤维和树脂等同时喷在模具上积层并固化为制品的方法。（6）挤出出成型。挤挤出成型型也称挤挤压模塑塑或挤塑塑，它是是在挤出出机中通通过加热热、加压压而使物物料以流流动状态态连续通通过口模模成型的的方法。挤挤出法主主要用于于热塑性性塑料的的成型，也也可用于
26、于某些热热固性塑塑料。挤挤出的制制品都是是连续的的型材，如如管、棒棒、丝、板板、薄膜膜、电线线电缆包包覆层等等。此外外，还可可用于塑塑料的混混合、塑塑化造粒粒、着色色、掺合合等。 挤出成成型机由由挤出装装置、传传动机构构和加热热、冷却却系统等等主要部部分组成成。挤出出机有螺螺杆式(单螺杆杆和多螺螺杆)和和柱塞式式两种类类型。前前者的挤挤出工艺艺是连续续式，后后者是间间歇式。 单螺杆挤出机的基本结构主要包括传动装置、加料装置、料筒、螺杆、机头和口模等部分。挤出机的辅助设备有物料的前处理设备(如物料输送与干燥)、挤出物处理设备(定型、冷却、牵引、切料或辊卷)和生产条件控制设备等三大类。 （7） 挤
27、拉成型。挤拉成型是热固性纤维增强塑料的成型方法之一。用于生产断面形状固定不变，长度不受限制的型材。成型工艺是将浸渍树脂胶液的连续纤维经加热模拉出，然后再通过加热室使树脂进一步固化而制备具有单向高强度连续增强塑料型材。通常用于挤拉成型的树脂有不饱和聚酯、环氧和有机硅三种。其中不饱和聚酯树脂用得最多。挤拉成型机通常由纤维排布装置、树脂槽、预成型装置、口模及加热装置、牵引装置和切割设备等组成。1.2逆向向工程的的发展概概述（1） 逆逆向工程程技术定定义逆向工程也也称反求求法、反反求工程程。逆向向工程技技术与传传统的产产品正向向设计方方法不同同。它是是根据已已存在的的产品或或零件原原型构造造产品或或零
28、件的的工程设设计模型型，在此此基础上上对已有有产品进进行CAAD重建建，在根根据需求求进行设设计和改改进，是是对已有有产品设设计的再再设计和和改进。逆逆向工程程的主要要任务是是将原始始物理模模型转化化为工程程设计概概念或产产品数字字化模型型。实物物或样件件三维测测量数据据三维产产品数模模产品的的一体化化开发。设设计中充充分利用用CADDCAAECCAM技技术对已已有的产产品进行行设计服服务。 （2） 逆向工工程测量量系统根据测量时时测量头头是否和和零件接接触，可可按其测测量方式式分两大大类。 接触式式测量：故名思思议，测测量时测测量针头头测量时时和零件件接触取取得数据据。根据据使用的的测头不不
29、同。又又可分为为触发式式和连续续式。接接触式应应用最为为广泛的的是三坐坐标测量量机。它它是200世纪66o年代代发展来来的新型型高效精精密测量量仪器，是是有很强强柔性的的大型测测量设备备。 非接触触式测量量：根据据测量原原理的不不同，可可分为三三角形法法、激光光干涉法法、激光光衍射法法、结构构光法、计计算机视视觉法、超超声波法法和层析析法、CCT测量量法、MMRI测测量法等等。（3） 逆逆向工程程技术流流程数据采集集：逆向向工程是是以一个个物理零零件或模模型作为为开始，进进而决定定下游工工程。通通常采用用三坐标标测量机机、激光光三维扫扫描、结结构光测测量等装装置来获获取样件件的三维维数据点点。
30、 数据处处理：包包括点云云处理、曲曲线处理理、曲面面处理、误误差分析析点处理理过程：主要包包括多视视点云的的拼合、点点云过滤滤、数据据精简和和点云分分块等。 曲线处理过程：根据所要创建的曲线类型，曲线可以设计得与点的片段相同，让曲线更光滑；也可由已存在的点创建出曲面；检查和修改曲线，检查曲线与点或其它曲线的精确度、平滑度与连续的相关性在进行设计修改。 曲面处处理过程程：根据据所要创创建的曲曲面类型型，可以以选择创创建的曲曲面以精精确为主主或以光光滑为主主，或两两者居中中；也可可由点云云或曲线线创建曲曲面；检检查和修修改曲面面，检查查曲丽与与点或其其它曲面面或特征征的精确确度、平平滑度与与连续的
31、的相关性性再进行行设计修修改。 误差分分析：被被测物对对机构引引起的综综合轨迹迹误差、逆逆向工程程设计所所依据的的数据值值存在的的测量误误差、设设计中的的被测物物存在的的加工误误差、设设计)中中的曲线线拟合存存在的拟拟合差等等方面的的综合分分析。（4）逆向向工程技技术的常常用软件件目前，比较较著名的的逆向工工程软件件如下：1:Imaagewwaree(美国国EDSS公司)，广泛泛应用于于汽车、航航空、航航天、家家电、模模具。具具有强大大的点云云处理和和NURRBS曲曲面重构构功能。22:Geeomaagicc(美国国Raiindrropss公司)，主要要用于玩玩具、工工艺品等等领域。具具有丰富
32、富的数据据处理手手段，可可以根据据测量数数据快速速构造出出多张连连续的曲曲面模33:CoopyCCAD (英国国DELLCAMM公司系系列产品品)，主主要处理理测量数数据的曲曲面造型型。DEELCAAM的产产品涵盖盖了从设设计到制制造、检检测的全全过程。44:RaapiddForrm (韩国IINUSS公司开开发)逆逆向工程程软件，主主要用于于处理测测量、扫扫描数据据的曲面面建模以以及基于于CT数数据的医医疗图像像建模。还还可完成成艺术品品的测量量建模以以及高级级图形生生成。以以上介绍绍的是常常见逆向向工程软软件 均均是国外外的。国国内在逆逆向工程程软件方方面的研研究主主要集中中在高等等学校(
33、如西安安交通大大学JDDRE、浙浙江大学学RESOFFT、西西北工业业大学NNPUSSRMSS)，但但是由于于系统稳稳定性、可可操作性性等原因因，这些些研究性性软件还还没具备备与国外外商业化化软件竞竞争的条条件。 逆向工工程技术术的应用用领域模具设计计制造方方面：现现代制造造的大量量模具都都是由三三维曲面面构成，常常常需要要通过多多次反复复修改原原始的模模具型面面，已得得到所需需的模具具。然而而曲面的的改变却却未反应应在原始始的CAAD模具具上，只只要借助助逆向工工程的反反求功能能，可以以时时的的修正在在制造过过程中变变更过的的设计模模型，从从而得到到新的完完整的CCAD模模型。 用于难难于用
34、基基本几何何元素来来表达与与定义的的复杂曲曲面：如如流线型型的产品品、工艺艺品以及及不规则则的线条条组成的的构件等等，在精精度、完完整度等等方面都都很难以以保证，利利用逆向向工程则则可以加加快设计计速度并并达到很很好的精精度。 没有图图纸或者者图纸不不全，没没有CAAD模型型不能生生产情况况下：采采用零件件原件利利用逆向向工程进进行点云云测量，在在形成零零件设计计图纸和和三维CCAD模模型。并并以此为为依据利利用CAAM软件件生成数数控NCC代码，复复制生产产一个相相同的零零件 设计的的零件要要通过实实验验证证的：首首先在实实体模型型的基础础上缩小小比例经经过各种种实验性性能测试试，逐步步修改
35、实实体模型型。最终终的实验验模型借借助逆向向工程就就可以将将其转化化为三维维CADD模型。快速检验验零件制制造精度度：通过过逆向工工程三维维扫描技技术建立立零件模模型和设设计者设设计的CCAD模模型比较较。可以以检测零零件的制制造精度度。找出出设计的的不足，使使产品不不断完善善。在以上几个个领域，逆逆向工程程都不可可缺少。其中中复杂曲曲面产品品的研发发设计的的发展最最为突出出。现在在依托高高精度三三维数字字扫描系系统的逆逆向工程程，结合合CADDCAAMCCAPPPRPP(快速速成型11是当前前产品设设计研发发的全新新技术之之一。涵涵盖的产产业有：汽车摩摩托业、电电子通讯讯业、玩玩具业、模模具
36、业、家家电业、运运动器材材业、五五金业等等。制造造的产品品有：汽汽车模具具外盖件件、手机机外壳、电电器外型型、耳机机、玩具具、文化化用品等等。这些些逆向工工程技术术都大大大的节省省了产品品开发的的时间和和成本。1.3 逆向设设计软件件CATTIA1.3.11 CATTIA软软件的简介CATIAA是法国国Dasssauult Sysstemm公司旗旗下的CCAD/CAEE/CAAM一体体化软件件，Daassaaultt Syysteem 成成立于119811年，CCATIIA是英英文 CCompputeer AAideed Trii-Diimennsioonall Innterrfacce AA
37、ppllicaatioon 的的缩写。 在70年年代 Dasssauut AAviaatioon 成为了第一个个用户，Dassault Aviation 是世界著名的航空航天企业，其产品以幻影2000和阵风战斗机最为著名。 从19882年到到19888年，CAATIAA 相继继发布了了1版本、22版本、33版本，并并于19993年年发布了了功能强强大的44版本，现现在的CCATIIA 软软件分为为V4版本本和 VV5版本本两个系系列。VV4版本本应用于于UNIIX 平平台，VV5版本本应用于于UNIIX和Winndowws 两两种平台台。 CATIIA如今今其在CCAD/CAEE/CAAM以及
38、及PDMM领域内内的领导导地位，已已得到世世界范围围内的承承认。 其其销售利利润从最最开始的的一百万万美圆增增长到现现在的近近二十亿亿美元。雇雇员人数数由200人发展展到2，000多人人。居世世界CAAD/CCAE/CAMM领域的的领导地地位，广广泛应用用于航空空航天、汽汽车制造造、造船船、机械械制造、电电子电电器、消消费品行行业，它它的集成成解决方方案覆盖盖所有的的产品设设计与制制造领域域，其特特有的DDMU电电子样机机模块功功能及混混合建模模技术更更是推动动着企业业竞争力力和生产产力的提提高。 CCATIIA 提提供方便便的解决决方案，迎迎合所有有工业领领域的大大、中、小小型企业业需要。包
39、包括:从从大型的的波音7747飞飞机、火火箭发动动机到化化妆品的的包装盒盒，几乎乎涵盖了了所有的的制造业业产品。在在世界上上有超过过13,0000的用户户选择了了CATTIA。CATTIA 源于航航空航天天业，但但其强大大的功能能以得到到各行业业的认可可，在欧欧洲汽车车业，已已成为事事实上的的标准。CATIA 的著名用户包括波音、克莱斯勒、宝马、奔驰等一大批知名企业。其用户群体在世界制装配，创造了业界的一个奇迹，从而也确定了CATIA 在CAD/CAE/CAM 行业内的领先地位。1.3.22 CCATIIA的逆逆向设计计模块由于本论文文，主要要研究的的是基于于CATTIA的的仪表盘盘逆向设设计
40、，这这里有必必要把CCATIIA软件的的逆向功功能模块块介绍一一下。CATIAA逆向工工程使用用数字曲曲面编辑辑器 (Diggitiizedd Shhape EEdittor, DSSE)、创成式外形设计 (Generative Shape Design, GSD)、快速曲面重建 (Quick SurfaceReconstruction, QSR)、自由曲面造型(Freestyle Shear, FSS)等模块来进行逆向操作。DSE模块块可用来来处理点点云文件件,该模模块可以以对云进进行导入入导出、分分析过滤滤、网格格铺面、绘绘制交线线等操作作。对于于分块扫扫描的大大型零件件, DDSE的的分
41、割拼拼接功能能可以对对点云文文件依据据对准球球(测量量点云数数据时人人为设置置的小圆圆点, 作为后后续工作作两部分分点云对对齐的基基准)进进行拼接接, 将将各块点点云数据据合并为为一个整整体的零零件点云云。使用用DSEE模块的的最主要要目的是是通过对对零件点点云数据据的分析析、处理理,从而而获得点点云网格格面特征征交线,这是正正确拟合合曲面的的基础。QSR模块块可以将将 DSSE处理理后得到到的点云云网格面面特征交交线进一一步转变变为空间间曲线, 使用用曲面拟拟合命令令, 以以点云为为参考、以以空间曲曲线为基基础拟合合得到高高质量曲曲面。其其带有的的曲线分分析工具具可以分分析空间间曲线与与点云
42、网网格面特特征交线线之间的的误差。GSD和FFSS模模块是使使用CAATIAA进行三三维曲面面设计的的主要工工作平台台, 在在平台中中可使用用线架和和表面特特征快速速建立从从简单到到复杂的的任意形形状曲面面,这两两个模块块有大量量创建和和编辑曲曲面的设设计工具具。在逆逆向设计计中,主主要是应应用这两两个模块块拟合和和拼接曲曲面的功功能, 形成完完整的结结构外形形; 同同时对孔孔、筋、圆圆弧等细细 节部部分正向向重建。FFSS模模块的曲曲面分析析功能可可用于 所有类类型的曲曲线、曲曲面分析析,将重重建的拟拟合曲面面与点 云或网网格面进进行曲面面分析,可以得得到误差差分析图图,便于于验证重重建曲面
43、面的正确确性。简单外形的的零件一一般采用用DSEE及QSSR两个个模块即即可完成成曲面的的构建;具有复复杂外观观及有多多孔、多多筋的复复杂零件件,在DDSE及及QSRR处理得得到整体体曲面结结构后, 还需需要在GGSD和和FSSS等模块块里进行行细部结结构的重重建与修修饰,最最后生成成的实体体在FSSS模块块里进行行曲面品品质分析析。1.4本论论文研究究目的和和工作内内容（1）研究究目的随着人们生生活水平平的提高高，购买汽汽车的欲欲望也越越来越大大，对汽汽车的性性能要求求也越来来越高。因因此造型型优美、性性能优秀秀、高性性价比的的汽车，倍受消费者的青睐。而作为汽车点睛之笔的仪表盘，也正经历着一
44、场新的变革，如何快速的生产出极具动感而又性能稳定的仪表盘对，成为了设计者们研究的课题。以缩短设计周期节约成本为目的的逆向工程技术也更多的应用在仪表盘的设计当中，因此仪表盘规范的逆向设计流程、快速的逆向方法成为了设计者们探索的新目标。本论文旨在研究探索出一种规范的逆向设计仪表盘的流程，以CATIA为逆向软件，并归纳出逆向设计仪表盘的方法技能。（2）工作作内容如如下 分析析当前汽汽车仪表表盘的行行业、技术、市场、工工艺、生生产等特性特特征，总结出出今后几几年内仪仪表盘的的发展趋趋势。为为下面即即将进行行的汽车车仪表盘盘的逆向向设计做做出材料料信息的的准备。以CATTIA为为逆向软软件，具具体的逆逆
45、向设计计一个仪仪表盘，先完成从点云的采集到生成三维数模等一系列工作，再审核整理修改得到最终的设计结果，并且以图片、文字、三维数模等方式记录和展示具体的操作过程。最后归纳整理出可行的逆向设计汽车仪表盘的方法技能。在完成一一个仪表表盘零件件的逆向向设计的的基础上上，结合合当前的的仪表盘盘的设计计流程、发发展趋势势等相关关知识，总总结一套套可行规规范的汽汽车仪表表盘的逆逆向设计计流程。2 汽车仪仪表盘概概述 2.1 汽车仪仪表盘简简介2.1.11汽车仪仪表盘定定义 图2.11仪表盘盘汽车仪表盘盘是汽车车内饰件件的重要要组成部部分，是是各种仪仪表、信信号及操操作开关关集合处处，是汽汽车的操操纵控制制与
46、显示示的集中中部位，能集中中、直观观、即时时、准确确地提供供汽车在在行驶过过程中的的各种动动态状况况，如行行驶速度度、里程程、电系系状况、制制动、压压力、发发动机转转速、冷冷却液温温度、油油量、方方向指示示等；同同时，驾驾驶人员员可以通通过汽车车仪表不不断反馈馈的信息息，对汽汽车进行行适时有有效的控控制，使使汽车仪仪表成为为驾驶人人员与汽汽车进行行信息交交流和互互动的界界面。2.1.22 汽车车仪表盘盘各符号号的含义义由于汽车仪仪表盘是是驾驶员员与汽车车直接进进行信息息交流的的界面和和互动的的界面，正正确的认认识汽车车仪表盘盘上各符符号的特特征含义义就显得得特别重重要了，通通过这些些符号或或指
47、示灯灯，就能能更好的的掌握汽汽车当前前的运行行状态，让让驾驶员员更好的的操纵汽汽车。其其中的一一些符号号还有提提示作用用增加汽汽车的安安全性。下下面通过过一张表表来讲解解汽车上上各个符符号的含含义，如如下表所所示。表2.1汽汽车各指指示灯及及含义（11）指示灯指示灯的含含义安全气囊指指示灯-显示示安全气气囊工作作状态的的指示灯灯，接通通电门后后点亮，约约344秒后熄熄灭，表表示系统统正常，不不亮或常常量表示示系统存存在故障障。 车车门状态态指示灯灯显示示车门是是否完全全关闭的的指示灯灯，车门门打开或或未能关关闭时，相相应的指指示灯亮亮起，提提示车主主车门未未关好，车车门关闭闭后熄灭灭。驻车指示灯灯驻车车制动手手柄（即即手刹）拉拉起时，此此灯点亮亮。 手手刹被放放下时，该该指示灯灯自动熄熄灭。在在有的车车型上，刹刹车液不不足时此此灯会亮亮。电瓶指示灯灯-显显示蓄电电池工作作状态的的指示灯灯。接通通电门后后亮起，发发动机启启动后熄熄灭。如如果不亮亮或长亮亮不灭应应立